CPU 市場(chǎng)，正醞釀變局

11 月 28 日，國產(chǎn) CPU 廠商龍芯中科正式發(fā)布了基于龍架構(gòu)的新一代四核處理器——龍芯 3A6000。這款處理器采用我國自主設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)和架構(gòu)，無需依賴任何國外授權(quán)技術(shù)，是我國自主研發(fā)的新一代通用處理器，可運(yùn)行多種類的跨平臺(tái)應(yīng)用，滿足各類大型復(fù)雜桌面應(yīng)用場(chǎng)景。

據(jù)介紹，3A6000 對(duì)標(biāo)英特爾第十代酷睿處理器，采用四大核、四小核設(shè)計(jì)，基于 LA664 處理器核，單核定/浮點(diǎn)性能分別提升 60% 和 90%，多核定/浮點(diǎn)性能分別提升 100% 和 90%。新一代國產(chǎn) CPU 的推出，也標(biāo)志著我國自主研發(fā)的 CPU 達(dá)到了新的高度。

那么從全球市場(chǎng)來看，中國 CPU 如今扮演者什么樣的角色以及未來的發(fā)展前景如何？在探究這些之前首先要了解當(dāng)今的市場(chǎng)格局。

CPU 兩巨頭的淵源

CPU 作為計(jì)算機(jī)設(shè)備的運(yùn)算和控制核心，負(fù)責(zé)指令讀取、譯碼與執(zhí)行，其研發(fā)門檻高、生態(tài)構(gòu)建難。X86 架構(gòu)和 ARM 架構(gòu)是兩種主流的 CPU 架構(gòu)，X86 架構(gòu)占據(jù)絕大多數(shù)的市場(chǎng)份額，由英特爾、AMD 兩大巨頭領(lǐng)跑，英特爾憑借至強(qiáng)系列市場(chǎng)份額維持在 60% 以上，AMD 的市場(chǎng)份額也在持續(xù)提升。

英特爾和 AMD 之間的競(jìng)爭可以追溯到半個(gè)多世紀(jì)前。

1974 年，英特爾推出 8080 處理器，AMD 看到了微處理器市場(chǎng)的巨大潛力，決定著力研制并成功成為英特爾的第二供應(yīng)商。隨后，AMD 的發(fā)展勢(shì)頭越發(fā)強(qiáng)勁，工藝和產(chǎn)能都得到了很大提升。它的崛起引起了英特爾的警覺，當(dāng)英特爾推出 8086 處理器時(shí)，遲遲不肯授權(quán)給 AMD。IBM 扮演著促成英特爾與 AMD 合作的關(guān)鍵角色，迫使英特爾重新授予 AMD 第二供應(yīng)商的地位。1984 年，AMD 的銷售額達(dá)到了 11 億美元。

80 年代中后期，兩家開始分道揚(yáng)鑣。1987 年，英特爾單方面結(jié)束了與 AMD 在 5 年前簽訂的技術(shù)交流協(xié)議，停止向 AMD 公司授權(quán) 386（指 Intel 80386 系列芯片）技術(shù)，AMD 與英特爾開啟了長達(dá)五年的官司斗爭，最后 AMD 勝訴，也因此錯(cuò)過了 PC 發(fā)展的黃金時(shí)代。

與英特爾決裂后，AMD 果斷決策，加大了自己的研發(fā)投入。自此開始產(chǎn)品快速迭代，侵蝕英特爾的市場(chǎng)份額。2006 年是一個(gè)臨界點(diǎn)，為了進(jìn)一步增強(qiáng)自己的技術(shù)實(shí)力，AMD 花費(fèi) 54 億美金收購了顯卡巨頭 ATI，成為全球唯一一個(gè)同時(shí)擁有 CPU 與 GPU 研發(fā)能力的芯片公司，但是 AMD 也為此付出了巨大代價(jià)，桌面和移動(dòng)市場(chǎng)更是節(jié)節(jié)敗退，也就是從這一年開始，AMD 開始在工藝上全面落后英特爾，與英偉達(dá)的競(jìng)爭也處于下風(fēng)，從此英特爾在高端處理器市場(chǎng)，就一直處于領(lǐng)先地位。

2017 年 AMD 再一次沖鋒。AMD 的 CEO 蘇姿豐在發(fā)布會(huì)上說：「今天是個(gè)大日子，不論你是 PC 游戲玩家還是內(nèi)存創(chuàng)造者，只要你需要高性能處理器，AMD 都可以滿足你?！拱l(fā)言之后，從口袋里掏出第一款主流八核心的銳龍?zhí)幚砥?，i7 主流旗艦的價(jià)格，i7 至尊的性能。自此 AMD 再一次踏上與英特爾瓜分天下的征程，市占率穩(wěn)步提升。

時(shí)至今日，CPU 市場(chǎng)又發(fā)生了諸多變革，在一系列變革的影響下，往日一家獨(dú)秀的格局不知還會(huì)延續(xù)多久。

AMD 攻上數(shù)據(jù)中心擂臺(tái)

根據(jù)獨(dú)立半導(dǎo)體分析師 Sravan Kundojjala 發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2022 年 Q1-2023 年 Q1，英特爾在 X86 PC 市場(chǎng)市占率分別為 81.4%、78.1%、88.9%、87.2%、89.5%，AMD 在 2022 年 Q1-2023 年 Q1 的 X86 PC 市場(chǎng)市占率分別為 18.6%、21.9%、11.1%、12.8%、10.5%。

在 X86 PC 市場(chǎng)，英特爾一直保持著強(qiáng)勢(shì)的地位，哪怕是市占率最低的一個(gè)季度，該數(shù)值也有 78.1%，AMD 反而是自 2022 年 Q2 達(dá)到 21.9% 的最高點(diǎn)后下滑嚴(yán)重。

在 X86 數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，2022 年 Q1-2023 年 Q1，英特爾的市占率分別為 82.6%、75.8%、72.4%、69.7%、74.2%；AMD 的市占率分別為 17.4%、24.2%、27.6%、30.3%、25.8%。

可以看到，在 X86 數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)上，英特爾的市占率下滑較為明顯，AMD 憑借其不斷增加的產(chǎn)品組合市占迅速增長，從 2022 年 Q1 的 17.4% 增長至 2023 年 Q1 的 25.8%，增長了 8.4%。

過去一年，對(duì) AMD 來說是突破性的年份，其市場(chǎng)份額增長迅速。據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) Mercury Research 最新公布的數(shù)據(jù)顯示，AMD 在 2023 年第三季度的出貨量份額為 23.3%，同比增長 5.8%，環(huán)比增長 4.7%，收入份額也環(huán)比大幅增長 4.4%，同比增長 1.7%。這種增長可能歸因于 AMD 最新的第四代 EPYC 處理器的高度受歡迎，該處理器是 AMD 第三季度最受歡迎的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，因?yàn)橹饕铺峁┥虒⑵溆糜趦?nèi)部工作負(fù)載和公共實(shí)例。

如今 AMD 正在成為數(shù)據(jù)中心基于 x86 CPU 的主導(dǎo)力量，越來越多地被云提供商和服務(wù)器公司采用。不過，雖然近年來 AMD 銳龍勢(shì)頭迅猛，但畢竟英特爾在此之前有著長達(dá) 10 年以上的絕對(duì)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，英特爾這棵大樹絕非輕易可以撼動(dòng)的。

除了英特爾和 AMD 之外，在 CPU 市場(chǎng)的另一極，一個(gè)新的參賽選手正在博得越來越多的關(guān)注，那就是國產(chǎn) CPU。

國產(chǎn) CPU 正迎頭趕上

中國是全球最大的芯片消耗國，在最近幾年需求迫切以及供應(yīng)環(huán)境動(dòng)蕩等背景的推動(dòng)下，中國正涌現(xiàn)不少優(yōu)秀的 CPU 處理器芯片后備軍，包括龍芯、兆芯、華為鯤鵬、海光、飛騰和申威。

其中，華為鯤鵬是華為計(jì)算產(chǎn)業(yè)的主力芯片之一，包括服務(wù)器和 PC 處理器。它基于 ARM V8 架構(gòu)，處理器核、微架構(gòu)和芯片均由華為自主研發(fā)設(shè)計(jì)。

飛騰也是以 ARM 指令集為基礎(chǔ)自研內(nèi)核構(gòu)架。目前其已形成了完善的 CPU 產(chǎn)品線，在黨政信創(chuàng)市場(chǎng)占有很大優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用場(chǎng)景有桌面和服務(wù)器等。

兆芯和海光則分別采用 X86 架構(gòu)。海光使用的是 AMD 授權(quán)的 X86 架構(gòu)，此后海光基于永久授權(quán)的 x86 架構(gòu)不斷進(jìn)行自我研發(fā)，迭代升級(jí)，主攻服務(wù)器芯片。

兆芯使用的是英特爾授權(quán)的 X86 架構(gòu)，個(gè)人 PC 和服務(wù)器都有涉及。架構(gòu)來源的不同給海光和兆芯這兩家的應(yīng)用導(dǎo)向也帶來了一定影響，比如：海光未獲得桌面產(chǎn)品授權(quán)，而兆芯可以做到安裝 Windows。

龍芯中科是目前中國 CPU 企業(yè)中自主程度最高的企業(yè)之一，現(xiàn)已構(gòu)建了面向嵌入式專門應(yīng)用的龍芯 1 號(hào)、面向工控和終端類應(yīng)用的龍芯 2 號(hào)、面向桌面/服務(wù)器類應(yīng)用的龍芯 3 號(hào)系列處理器及配套橋片的完整產(chǎn)品矩陣。根據(jù)龍芯 2022 年底透露的消息，該公司的競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)目前還是在工控業(yè)務(wù)領(lǐng)域。與此同時(shí)，龍芯也在布局服務(wù)器 CPU。

申威則主要用于超級(jí)計(jì)算機(jī)。目前在神威、太湖之光中使用的就是 SW26010 芯片。

在中國服務(wù)器市場(chǎng)，國產(chǎn) CPU 廠商占據(jù)的份額逐步擴(kuò)大。IDC 報(bào)告顯示，2022 年國產(chǎn)服務(wù)器領(lǐng)域，海光信息以一己之力占據(jù)行業(yè)半壁江山，并超出第二名 13.7% 的市場(chǎng)份額。根據(jù)海光信息發(fā)布的三季度財(cái)報(bào)顯示，海光信息前三季度凈利同比高增 38%。以下是具體營收：2023 年前三季度營收約 39.43 億元，同比增加 3.22%；歸母凈利潤約 9.02 億元，同比增加 38.27%。其中，第三季度營收 13.33 億元，同比增長 3.3%，第三季度歸母凈利潤 2.24 億元，同比上漲 27.23%。

接下來，隨著信創(chuàng)項(xiàng)目的大面積鋪開，信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)也隨之出現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象級(jí)的風(fēng)口，將創(chuàng)造一個(gè)萬億元級(jí)別的市場(chǎng)，也將極大地帶動(dòng)國內(nèi) CPU 廠商的快速發(fā)展。彼時(shí)龍芯、海光、鯤鵬等國產(chǎn) CPU 廠商將帶給市場(chǎng)怎樣的驚喜，我們拭目以待。

基于 Arm 架構(gòu)的 CPU 混

隨著時(shí)間的推移，基于 ARM 架構(gòu)處理器的市場(chǎng)增長正逐漸加速。目前，蘋果的 Mac 電腦對(duì) ARM 架構(gòu)處理器的市場(chǎng)增長貢獻(xiàn)最大。 根據(jù)最新的數(shù)據(jù)，ARM 架構(gòu)的 PC 處理器在蘋果的 M 系列芯片推動(dòng)下，已經(jīng)占據(jù)了個(gè)人電腦處理器市場(chǎng)份額的 13.3%，高于去年的 10.3%。 而在 2020 年，基于 ARM 架構(gòu)的 PC 處理器僅占市場(chǎng)份額的 1.4%。

除了蘋果，高通、英偉達(dá)和 AMD 等公司也都在開發(fā)基于 ARM 架構(gòu)的 PC 處理器。

據(jù)悉，英偉達(dá)正在采用 Arm 的技術(shù)，設(shè)計(jì)一款可運(yùn)行微軟 Windows 操作系統(tǒng)的中央處理器。 此外，AMD 也計(jì)劃研發(fā)基于 Arm 技術(shù)的 PC 處理器，預(yù)計(jì)最快將于 2025 年上市。

微軟高管也注意到了蘋果基于 Arm 架構(gòu)芯片的效率，包括處理人工智能任務(wù)的能力，并希望在自家的 Windows 操作系統(tǒng)上獲得類似的性能。 2016 年，微軟曾委托高通帶頭將 Windows 操作系統(tǒng)遷移到 Arm 的底層處理器架構(gòu)上，微軟授予高通在 2024 年之前獨(dú)家開發(fā)與 Windows 兼容的芯片。

ARM 架構(gòu)處理器在移動(dòng)設(shè)備上具有顯著的能耗優(yōu)勢(shì)，因此可能會(huì)成為越來越多廠商選擇布局具備較高 AI 處理性能和低能耗 PC 處理芯片的重要因素。 對(duì)于英特爾來說，要想在未來的市場(chǎng)競(jìng)爭中立于不敗之地，必須加快技術(shù)研發(fā)步伐，推出更加優(yōu)秀的產(chǎn)品來滿足市場(chǎng)需求。